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[關鍵詞]熱電池；正極材料；合成方法；發展趨勢
中圖分類號：TM915 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）29-0066-01
一、熱電池正極材料必須具備的性能特征
熱電池主要由基片、正極、負極、電解質、加熱系統及保溫材料組成，其中熱電池的電極材料對熱電池的電化學性能影響最為關鍵。作為熱電池的正極材料，需具備以下一些特點： 能夠提供一個固定的放電平臺；較高的熱穩定性： 減少熱分解和由分解產物引起的相關的化學反應，這些分解產物可以產生額外的自放電；電子導電性：以減少陰極的電阻；在熔鹽電解質中陰極材料的溶解性低， 以減少自放電反應以及隨之產生的能量損耗；非嵌入式（多相）放電；環境友好（綠色）。原則上講，具有氧化性的物質，如硫酸鹽、氧化物、硫化物、鉻酸鹽、磷酸鹽等均可作為熱電池的正極材料，但所使用的正極材料要具有很好的性能，滿足各種不同的設計要求，真正有價值的很少。
二、熱電池的正極材料
1、氧化物正極材料
過渡族金屬的氧化物正極材料主要有V2O5、MnO2 等，作為以鈣、鎂、鋰合金為陰極的熱電池正極活性物質。它具有較高的放電電壓，但熱穩定性較差，且高溫時易脫氧，化學穩定性差，易于與鹵化物電解質發生反應，電子的導電性差，容量較小。過渡族氧化物一些單一的高價氧化物具有較高的峰值電壓，但工作壽命和比能量明顯降低，主要是因為放電電壓
下降過快。近年來鋰化V2O5 正極的研究越來越深入，研究發現鋰化的氧化釩正極材料具有更高的電壓和更好的熱穩定性，但由于鋰化的氧化釩正極材料的庫侖比容量比較低，影響熱電池的后期放電電壓。以鋰化氧化釩為主，添加一定比例的二硫化鐵制成復合的正極材料，其綜合性能優于鋰化的氧化釩和二硫化鐵兩種單一正極材料，將其應用于長壽命的熱電池中，取得了很好的效果。
2、FeS2正極材料
目前，熱電池正極材料的研究主要集中在過渡金屬的二硫化物上，并已成功應用。但是，二硫化物正極材料仍然有它的缺點。它的單體電壓偏低，空載電壓只有2 V 左右，不利于進一步提高電池比能量；正極活性物質在高溫時易分解， 導致電池不能長時間放電，比能量受限；放電初期有脈沖電壓峰存在，影響電池的電壓精度。因此，人們一直沒有間斷過對
新型熱電池正極材料的探索。FeS2是鋰系熱電池中最常用的正極材料， 它的主要特點是資源豐富， 可以直接從黃鐵礦中加工得到，價格便宜，電性能穩定。FeS2正極材料常應用于
短壽命熱電池。相對于長壽命熱電池而言，由于二硫化鐵熱穩定性較差，在熱電池的工作溫度下（500℃左右），發生嚴重的熱分解反應，造成電容量損失，所以FeS2正極材料的熱穩定性有待于提高。
2、CoS2正極材料
CoS2是針對FeS2的弱點而制備的一種新型正極材料，包含了先進正極體系所要求的很多優點，即：優良的熱穩定性（在接近650℃時，CoS2仍然保持熱穩定性，這個溫度比FeS2高大約100℃）、優良的化學穩定性（CoS2材料既不像FeS2材料在電解質中明顯溶解，也不像FeS2向負極明顯擴散；與FeS2相比較，CoS2正極所導致的自放電和熱損失可忽略不計）和近似于金屬的電導率（保證了電池的阻抗最小）。
3、氯化物正極材料
金屬氯化物（如NiCl2、FeCl3 等）是可替代二硫化鐵較為理想的正極材料之一，具有較高的開路電壓，理論容量高，放電電流密度大，電極電位較正。以它作為熱電池的正極材料，已研制出容量大，功率大，壽命長的實用熱電池，展現出了十分良好的前景。以NiCl2為例，它的穩定性好，具有優良的電化學性能，在熔鹽中的電極電位很正，700℃時，在氯化物熔鹽電解質中的電極電位為2.36V。[1]但氯化物穩態放電電壓較低，激活時間較長，電阻較高，技術仍不成熟，要同時輸出大功率密度和能量密度仍然存在困難。
4、鉻酸鹽正極材料
鉻酸鹽也應用于鈣系熱電池中。以鉻酸鈣為例，CaCrO4 為黃色晶體，屬四方晶系，在800℃以上發生分解。通常CaCrO4 與LiCl- KCl 電解質混合成正極活性物質，CaCrO4 在LiCl- KCl 熔鹽電解質中呈現出很強的氧化性，其在熱電池中的電化學反應式為：
2CaCrO4+6e=Cr2O3+2CaO+3O2-
生成的不溶性還原產物對所有的水溶液都有很強的抗腐蝕性，還能抵抗電化學的再氧化對電池性能造成不良的影響。
三、常用的合成方法
熱電池正極材料的電化學性能嚴格地受原料及制備技術的影響，為了獲得性能更優異的正極材料，人們不斷探索合成正極材料的技術。目前，正極材料的制備方法很多，通常采用固相合成法、水熱法、溶劑熱法等。
1、 固相合成法
固相合成是將固體原料按一定比例混合均勻，各原料之間處于充分接觸的狀態，在設定的溫度下，焙燒一定時間，冷卻至室溫，粉碎篩分制得陶瓷粉體的一種制備方法。根據焙燒的溫度不同，把焙燒在400℃以上者稱為高溫固相法，低于400℃焙燒者稱為低溫固相法。[2]固相法合成熱電池正極材料主要有兩個過程：配料和焙燒。以硫化物為例，基本步驟如下：將高純粉體研磨并充分混合均勻，可以增大反應物之間的接觸面積，使原子或離子的擴散運輸比較容易進行，以增大反應速度。然后將粉末放入高溫容器內進行焙燒，培燒過程的主要作用是使原料各組份間發生化學反應，形成具有一定晶格結構的基質，并且激活進入基質，焙燒的條件直接影響正極材料的電化學性能。
2、水熱法
水熱法是通過原料化合物與水在高壓釜內一定溫度和壓力下進行的反應，并合成化合物的一種粉體制備方法。它屬于濕化學方法的一種。近幾年來，水熱法在合成熱電池正極材料中取得了很大的進展。采用水熱法制備熱電池正極材料是在特制的密閉反應容器（高壓反應釜）中進行，采用水溶液作為反應介質，水作為傳遞壓力的媒介，同時在高壓下，絕大多數的反應物均能部分溶解于水，促進了反應在液相或氣相中進行。
3、溶劑熱法
將反應物按一定比例放入密封的壓力容器（高壓反應釜）中，以有機溶劑作為介質，在高溫高壓的條件下進行的化學反應制得粉體的一種方法。這種方法在合成熱電池正極材料應用非常廣泛，溶劑處在高于其臨界點的溫度和壓力下，可以溶解絕大多數物質，從而使常規條件下不能發生的反應可以進行，或加速進行。在合成正極材料時選擇溶劑需要非常注意，溶劑在反應過程中控制晶體的生長，使用不同的溶劑可以得到不同形貌的產品，因此電化學性能也不同。
三、熱電池正極材料的展望
熱電池主要應用于當今高新技術武器中，日益發展的現代化武器對熱電池也提出了更高的性能和使用的要求：一是進一步提高熱電池的性能，如比功率、比能量、激活時間、熱穩定性、化學穩定性等；二是進一步提高熱電池的使用壽命；三是減小熱電池的體積及質量；四是要求熱電池具有較短的激活時間。【3】這就對熱電池的組成材料提出了更高的要求，尤其是對熱電池的正極材料。高電壓的正極材料的開發與成功應用， 可以充分發揮鋰合金負極的潛在優勢， 提高電池單體的比功率和比能量，有利于電池的小型化，豐富熱電池系列和品種，以更好地滿足武器系統對熱電池的需求。
參考文獻
[1] 劉杰，種晉，高文明.熱電池硫化物正極材料制備研究進展[J].電源技術.？2009（02）
【關鍵詞】車內空氣；內飾材料；甲醛；液相色譜
1 前言
隨著人們生活水平提高，汽車逐步成為大眾交通工具，對于汽車內飾所揮發出的有毒有害的氣體的研究受到越來越到關注，汽車內飾材料中選用了真皮、座椅、油漆和塑料裝飾件等材料，以及對車輛主要內飾材料加工和使用本身物質揮發特性的分析，這些材料存在了不同程度的甲醛或材料添加劑等揮發物。研究汽車內部不同內飾材料甲醛的檢測和研究，對汽車內部內飾材料才能進行環保質量控制，保證乘車人身體健康。
2 實驗過程
2.1 儀器與試劑
100ng/DNPH管；采樣袋；內外飾高溫步入式烘箱；氮氣99.999%；干濕氣體流量計（DC-1C）；高效液相色譜儀（THermoFisher，HPLC）；采樣泵（上海研菱）；紫外檢測器（HPLC/UV）。
2.2 實驗方法
模擬樣品在車內的使用狀況，將樣品放入密封袋中，充入體積50%的氮氣，加熱2小時，用DNPH管吸附醛酮類物質，5ml乙腈進行定量洗脫，采用高效液相色譜對甲醛進行分析。
2.3 色譜條件
C18反向色譜柱（4.6mm*150mm*3um；流動相為V水：V乙腈/四氫呋喃=45：55梯度洗脫；流量1ml/min；進樣體積10ul，色譜柱溫度30℃；紫外檢測定量波長360nm，外標法定量。
2.4 實驗步驟
向樣袋中放入樣件，密封后向樣袋內充入其容積30%的純氮氣后，用泵將氣體抽出，反復進行3次該作業后在25℃下注入容積50%的純氮氣。在進行氣體捕集前將準備的樣袋放到60℃的烘箱內放置2小時。打開樣袋的閥門，將DNPH管的兩端分別與樣袋和泵相連，打開泵以800ml/min抽取樣袋中的氣體15 min，在此過程中甲醛被吸附于DNPH管中。準確加入5mL乙腈反向洗脫采樣管，將洗脫液收集于5mL容量瓶中，然后進行液相色譜分析。
2.5按照圖1所示采用甲醛衍生物外標法做標準曲線后進行積分分析。
圖1
2.6 計算公式 C分析樣品濃度=（M采樣管分析濃度mg-M空白管分析濃度mg）/V采樣體積L1000 mg/m3
2.7 根據表1標準物譜圖標準判定系數達到0.9950以上，審計試驗方法如表1所示：
表1
3 研究控制
（1）通過掌握不同汽車內飾材料的甲醛信息，可向零部件供應商推薦低成本、高性能材料，從而掌握零部件材料選用的主動權，源頭上降低汽車材料中甲醛的揮發量。表2與表3分別表示了不同內飾材料加熱時間與甲醛揮發速率的關系，可以看出加熱時間越長，甲醛的揮發速率越低，可以按揮發率控制其生產。
表2
名稱 加熱2.5h 加熱3.0h 加熱3.5h 加熱4.0h
某織物座椅（ug） 97.507 88.065 86.967 77.943
表3
名稱 加熱2.5h 加熱3.3h 加熱3.8h
某雙淋膜頂蓬材（ug） 71.410 64.243 61.783
（2）通過掌握不同樣件加工工藝對甲醛的影響信息，可在不增加成本的基礎上，對加工工藝、加工過程進行優化，通過嚴格的管控，優化工藝后對整車的影響量都可以得到有效控制。
（3）控制產生的污染氣體排放，目前車內空氣污染后處理技術主要有臭氧消毒、光觸媒消毒、負離子殺毒、高溫蒸汽消毒、紫外線消毒、活性炭吸附等。使用車內空氣凈化裝置即可控制車內氣體的揮發，又可達到空氣凈化的效果，消除環境污染。
4 結論
建立車內空氣控制體系，通過選材、產品加工工藝、凈化技術等來實現對各零部件的甲醛含量控制，進而通過各零部件的達標來保障整車甲醛質量控制目標的實現，研究其檢測試驗和甲醛影響規律才能更好的控制車內甲醛空氣質量。
參考文獻：
[1]國家環保總局.HJ/T400-2007車內揮發性有機物和醛酮類物質采樣測定方法. [S].2008-3-1
[2]戴萍.室內空氣品質評價方法的研究進展[J].中國環境監測， 2004， 20（ 2） ： 64- 66.
[3]吳昌威，徐朋，劉利華.車內空氣污染物檢測技術與控制研究[C]//2008 年中國汽車工程學會年會論文集.天津：[s.n]，2008.
[4]葛蘊珊，尤可為.車內污染物的影響因素和測量技術研究[J].科技導報，2006（7）.
一、全日制專業學位研究生培養模式探索
（一）培養目標與定位
我們對全日制材料工程專業研究生培養提出了“133”的目標與定位，即全日制材料工程專業研究生培養要建立“一個”明確的培養目標，堅持“三個面向”（面向學科前沿，面向企業，面向市場），實現“三師教育”（材料設計師、材料加工師、材料檢測評估師）。全日制材料工程專業研究生培養目標定位為：掌握材料工程領域堅實的基礎理論、寬廣的專業知識和扎實的工程實踐能力，能夠承擔材料工程領域專業技術或管理工作，具有良好職業道德的高層次、應用型專門人才。全日制材料工程研究生培養要堅持“三個面向”：面向學科前沿要求全日制材料工程專業研究生培養要立足學科前沿，把握學科方向；面向企業要求全日制材料工程專業研究生培養要立足企業需求，提升解決制約企業發展瓶頸問題的能力；面向市場要求培養的研究生了解企業產品性能與適應領域，能研發適應市場發展的新產品，并順應市場需求來設計、改變產品組成和加工過程。“三師教育”是結合企業產品生產過程提出的具體培養措施。材料設計師要求培養學生產品研發能力，讓學生利用所學的材料基礎理論進行新產品的開發與改性；材料加工師要求培養學生的產品生產管理能力與對產品生產線技術改造的能力；材料檢測評估師要求培養學生的產品性能檢測和銷售能力。
（二）探索全日制專業學位研究生培養新模式
1.制訂好一套切實可行的培養方案。
培養方案是對研究生實施培養的主要依據，能夠充分體現培養目標和培養要求。培養方案制訂要做到了解學科前沿，與企業和市場需求結合。培養方案以寬基礎、重實踐為特點，以學校教師和企業技術人員團隊指導為亮點。加強案例分析類課程比重，要求研究生必須選修至少一門企業管理方面的課程。考核內容上改變過去注重“標準答案”去死記硬背就可得高分的模式，安排一些綜合案例分析等考查內容。真正考查研究生掌握、運用知識的能力，從而激發他們學習的積極性、自主性和創新性，提高運用知識解決實際問題的能力。
2.建設好一批精品課程。
目前全日制專業學位研究生培養工作剛起步，各高校都在探索中前進，缺乏成功經驗借鑒，更缺乏完善的課程體系和教材。部分高校索性采用學術研究生的課程體系，適當增加實踐環節教學，這與專業學位研究生培養目標相違背。高校要重視課程建設，以達到事半功倍的成效。材料工程專業研究生課程強調理論性與應用性結合，突出應用性。在課程設置方面凸顯了知識面、強實踐性，彰顯學生多學科知識背景，強化工程實踐理念。如專業開設的《產品設計與制造技術》課程，以產品為牽引，介紹產品設計、工藝、結構和組成的關系。課程內容緊密結合企業生產實際，并安排一定學時的企業現場教學。
3.建立好一批實踐基地。
實踐環節是專業學位研究生培養的重要環節。充足的、完善的和高質量的專業實踐環節是教育質量的重要保證，是專業學位不同于學術型研究生的最大區別。如果實踐環節缺失，就失去了專業學位研究生教育改革的意義，失去了高層次應用型工程人才的辦學特色。實踐環節的保證有賴于建設一批高質量的實踐基地。發揮產學研過程中建立的企業研究生工作站和研究生創新中心的作用，使之成為專業學位研究生實踐的堅強后盾。
4.建設好一支企業導師隊伍。
全日制專業學位教育的特點決定了培養過程必須校企聯合，其實現途徑是建設好一支企業導師隊伍，實行導師組聯合培養機制。由于目前大學排行榜注重考查學校的科學研究水平，導致高校過分注重科研成果的質量和數量，缺乏對教師工程實踐能力的培養；學校在教師的引進、考核、職稱評審、經費劃撥中也主要與科研成果掛鉤，這一導向必然導致教師投入更多的時間和精力追求學術成果，無暇顧及自身工程實踐能力的提高。這種重科學、輕工程的評價導向嚴重影響了工程師人才的培養質量，影響了工程教育的科學發展。因此要彌補不足，必須發揮企業導師工程實踐功底厚實、經驗足的優點，走出一條校企聯合培養的路子。
二、全日制專業學位研究生教育管理探索
（一）目前存在的問題
1.全日制專業學位研究生教育社會認可度有待提高。
一是社會長期以來形成的偏見。長期以來專業學位研究生教育主要是為企業培養研發人員，實行在職培養，過程不嚴謹，得不到高校的高度重視。二是全日制專業學位研究生培養工作剛起步，志愿報考人數極少，生源多數來自學術型研究生的調劑生。三是學校管理配套的滯后，學校學術型研究生與專業學位研究生在管理和資源分配方面存在不均。四是部分專業博士學位未設置，全日制專業學位較學術型研究生失去提前攻讀博士的機會。以上原因造成專業學位研究生認可度較低。
2.全日制專業學位研究生班級管理難度加大。
專業學位研究生培養過程基本上是在課題組內進行的，他們對課題組存在歸屬感和依賴感，與課題組師兄、師姐交流頻繁，與班級同學交流稀少。據筆者調查有80％的專業學位研究生對課題組的歸屬感強烈，對班級缺乏歸屬；有20％的研究生甚至不能認識本班全部同學。研究生教育注重學生研究能力的培養，缺少必要的班級活動。在企業實踐階段，同學們各奔東西，聯系偏少，班級活動幾乎缺失。以上因素造成專業學位研究生實體班級難以統一管理，思政教育基本載體缺失。目前高校在專業學位研究生管理上實行的是導師負責制，導師不僅是科研的指導者，而且是德育的塑造者。現實情況是導師重視對研究生的科研指導，缺少對研究生必要的思想道德教育。
3.德育內涵有待提升。
道德教育是完善研究生綜合素質的重要方面。現階段專業學位研究生德育得到高校的普遍重視，但內涵還停留在成長成才、如何掌握知識等方面，很少涉及職業任職能力等內容，不利于研究生綜合素質的培養，有待于提升。
（二）解決教育管理存在問題的有效途徑
1.加強專業學位的宣傳，提高對專業學位的正確認識。
社會和學校對專業學位研究生教育的認識水平關系到專業學位研究生生源和培養質量，關系到國家全日制專業學位研究生改革的推進，關系到專業學位研究生良好道德品質的形成。因此，社會和學校要加大專業學位教育的宣傳力度，創新宣傳形式，讓學生及時了解國家的相關政策，了解學校相關的培養措施，了解專業學位研究生培養是我國研究生教育體制改革、結構優化的必然，是實現研究生培養與社會需求相結合，更好地適應國家經濟建設和社會發展對高層次應用型人才的迫切需要，及時讓專業學位研究生消除偏見。及時掌握專業學位研究生的思想變化，了解研究生的經濟狀況和學習生活狀況，在全日制專業學位研究生的學籍管理、生活補助、科研津貼、獎學金評定、助學貸款、學生權益、就業服務等政策措施上要與學術型研究生同等對待。
2.發揮新媒體優勢，開拓思政管理工作新形式。
互聯網誕生掀起規模空前的傳媒革命，它所創造的傳播內容、傳播方式和傳播影響，相對于傳統的印刷類、電子類媒體而言，實現了革命性的飛躍，具有快捷性、開放性、全時空、虛擬化等特征。面對專業學位研究生實體班級難以管理狀況，借助新媒體優勢，建立網絡虛擬班級，設置班級博客、導師博客等內容，在網絡平臺上實現對研究生的思想教育，實現同學之間的交流溝通，開拓全日制專業學位研究生管理工作新局面。利用網絡平臺開展思想政治教育工作，也易于研究生接受，也能提高思想政治教育的針對性和實效性。全日制專業學位研究生無論在學習期間還是在企業實踐期間都存在道德行為、道德意識的塑造，都會受到導師無形的影響。因此，必須發揮導師在專業學位研究生培養過程中育人作用，實現導師不僅授業而且傳道的作用。
關鍵詞：建筑材料；質量；檢測；技術分析
中圖分類號：TU5文獻標識碼： A
一、建筑材料檢測技術在建筑建設中的重要性
建筑材料的質量直接關系著建筑工程的質量，所以必須加強對建筑材料的檢測，提升建筑物的建筑質量和使用壽命。加強對建筑材料的檢測能夠優化建筑材料的選擇，并且通過對建筑材料本身的性能和性價的對比，選擇費用較低、性能優越的原材料，能夠實現對各種建材質量的綜合評定。通過對建筑材料的檢測選擇合格的建材對保證建筑施工進度和質量是十分關鍵的。例如可以通過檢測技術確定施工地點中所具備的填料、沙石等材料是否符合施工技術規范和標準，以實現就地取材，降低施工過程中的成本造價；通過對土場中土樣組成成分的分析確定土地是否有足夠的壓實標準以承擔生產過程中的機械力。
通過對建筑材料的檢測有利于各種新型工藝、新型材料和技術的推廣和應用，能夠推動建材行業和建筑行業向著更先進的方向發展。另外建筑材料的檢測能夠實現對建材配比的優化，為施工方提供多種選擇，方便施工方根據自己工程的實際需要選擇最為經濟的方案。例如在滿足施工設計強度的情況下，可以選擇灰劑量較小的砼、基層配比；在瀝青路面施工過程中通過檢測技術選擇用油量較小的方案。通過對建筑材料的檢測來保證建筑質量具有非常重要的應用價值，正是有了建材檢測技術世界上才出現了眾多的建筑奇跡。隨著人口的增加，對土地的利用率也逐漸提高，各種高層建筑物不斷涌現，如果沒有有效的建材檢測技術，這些高層建筑將變成泡影。
二、材料檢測標準
材料檢測是對原材料的成分分析、測量、無損傷檢測和環境模擬測試等，有些檢測還涉及分析機體的體液、組織和排泄物等材料中的環境污染及代謝產物的含量，以確定機體受環境污染的程度和受害的危險性。對于材料檢測標準方式各不相同。例如：混凝土強度應分批進行檢驗評定，一個驗收批的混凝土應由強度等級相同、齡期相同以及生產工藝條件和配合比基本相同的混凝土組成。對施工現場的現澆混凝土，應按單位工程的驗收項目劃分驗收批，每個驗收項目應按照現行國家標準《建筑安裝工程質量檢驗評定標準》確定；木材構造、性質和利用研究及木材鑒定的研究，可以從木材的物理性質、木材的力學性質、木制品及木材鑒定、室內木材裝修材料物理性能及有害物質限量等進行檢測分析。材料檢測標準是用以衡量材料質量的尺度，掌握材料的檢測標準，有利于更好地控制材料和工程的質量。
三、建筑材料檢測的相關技術以及方法
1、水泥的檢測技術
在工程項目實施過程中，水泥在使用之前必須要符合國家所規定的有關水泥的強度，安全性以及凝結度等方面的指標檢測的標準，在取得產品的合格證，產品出場的檢驗報告以及產品進場的復檢報告后該產品才能被投入使用到工程項目的實施中。水泥的檢測過程主要是在施工場地首先對水泥進行驗收，對于水泥的種類，出廠日期以及水泥的相關性能等檢測人員必須對此開展相關檢查和檢測，相關的檢測標準必須與我國對于建筑材料規定的標準一致。如果在建筑工程的施工過程中發現水泥在顏色方面呈現出異常情況，或水泥被檢查超過出廠日期的3個月以上，必須對其進行復檢。復檢結果如果仍然存在問題就必須進行及時的調整或用合格的水泥替換，如果復檢結果符合規定的相關標準的話則該水泥可以繼續被使用。
2、墻體材料的檢測技術
在我國墻體材料通常分為燒結多孔磚和蒸壓灰砂磚兩種。墻體材料檢測的最新標準。2013年的9月1號制定實施的，檢測時，一般使用隨機抽樣方法從同一批次磚中進行抽樣。對于墻體材料檢測的方法是通過砌塊和磚的生產方式對墻體的原料以及外形特征實施相關檢查。10萬塊為一個批次對蒸壓灰砂磚進行抽樣檢查，如果同一批次不足10萬塊同樣要按照標準進行一個批次的檢查，但是檢查數目不能低于2萬塊。對蒸壓灰砂磚的檢測依據隨機抽樣方法進行抽樣，抽的砂磚15塊左右，從尺寸上對檢測的樣品進行偏差分析，如果偏差在規定的相關標準范圍之內，則抽取15塊砂磚，對其中10塊進行抗壓和抗折的強度檢驗，剩余5塊以做備用。燒結多孔磚的檢查是以5萬塊的燒結多孔磚為一個批次，不足5萬塊的也按照一個批次對其進行相關的檢測。在檢驗燒結多孔磚的強度方面，首先是從尺寸偏差以及外觀方面對其進行相應的檢測，如果燒結多孔磚在尺寸和外觀方面都符合標準則抽取合格樣品15塊對其進行相關的強度檢測，其中10塊對其進行抗折荷重和抗壓強度檢測，其余5塊留做備用。
3、書面檢驗
書面檢驗，是監理工程師對施工單位提供的材料質量保證資料、試驗報告進行審核，看其有無質量問題。
4、外觀檢驗
外觀檢驗，是針對材料的外觀(規格、標志、外形尺寸)對材料進行的檢查，看其是否存在質量問題。外觀檢查主要通過目測和量測進行檢測。目測即憑借感官進行檢查，主要是根據質量要求，采用看、摸、敲、照等方法進行材料檢查。看，就是根據材料的規格標準進行外觀檢查，例如看水泥是否有大的硬塊、混凝土是否過稀等。摸，就是通過觸摸手感進行檢查，例如磚面是否平整，地板塊是否光滑等。敲，就是對材料輕輕敲打聽其聲音。照，就是用燈光對材料進行檢測。
5、理化檢驗
理化檢驗，又稱“器具檢驗”，就是借助物理、化學的方法，使用某種測量工具或儀器設備進行科學的檢驗鑒定。理化檢驗一般通過試驗的方式進行，工程中常用的理化試驗包括各種物理力學性能方面的檢驗和化學成份及含量的測定等兩個方面。材料物理狀態特征的性質一般有體積密度、密度、堆積密度、表觀密度、孔隙率、開口孔隙率、閉口孔隙率、孔隙率；材料的力學性質一般分為材料在外力作用下的變形性質和強度，變形性質又分為彈性變形塑性變形。力學性能的檢驗指標的測定抗拉強度、抗壓強度、抗彎強度、抗折強度、沖擊韌性、硬度、承載力等。各種化學方面的試驗如化學成份及含量的測定，(例如鋼筋中的碳、硫含量，混凝土粗骨料中的活性氧化硅成份測定等)，以及耐酸、耐堿、抗腐蝕等。此外，必要時還可在現場通過諸如對樁或地基的現場靜載試驗或打試樁，確定其承載力。對混凝土現場取樣，通過實驗室的抗壓強度試驗，確定混凝土達到的標號。以及通過管道壓水試驗判斷其耐壓及滲漏情況等。
6、無損檢驗
無損檢驗，一般分為超聲檢測、射線檢測和其他無損檢測方法。它們一般可以在不損傷被探測物的情況下，通過利用超聲波、x射線、表面探傷儀等了解被探測物的質量。
四、提高建材質量檢測的措施
1、嚴守三證關
對于建筑材料的質量國家制定了嚴格的質量檢測標準，故在選擇建材時要對其提供的質量合格證明文件、規格、型號和性能檢測報告進行嚴格審查，在材料或設備的驗收時要經過監理工程師的嚴格審查。有的產品還需要經過實行生產許可證和安全認證，在選購這些產品前要對其生產許可證和安全認證標志的原件進行嚴格檢查，以防止假冒偽劣產品。
2、加強對建材質量檢測系統的建設
加強對建材質量檢測系統的建設實現對檢測數據和報告的實施共享，可以為建筑工程質量的控制提供準確的數據依據。對于檢測不合格的產品要在檢測系統內部傳遞到有關部門，實現多部門數據的共享，提高對建材質量監督管理的權威性和科學性。在進行數據檢測過程中要做到數據真實可靠，并且降低對建材的檢測誤差，提供建筑工程材料的檢測質量。
結束語
目前市場上出售的建筑材料不僅種類繁多，而且性能各異。建筑材料的使用使建筑工程的施工變得更加便利，為人們的生產和生活提供了重要的保障。因此建筑材料質量的好壞直接影響著建筑質量的優劣，輕者影響建筑工程結構的剛度和承載力，嚴重的還會導致整體倒塌的重大工程質量事故，因此對建筑材料的檢測就變得非常必要。
參考文獻
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關鍵詞：建筑工程；大宗材料；資料用量分析
中圖分類號：TU198文獻標識碼： A
一、建筑工程結構材料用量
住宅結構體單位面積之材料用量，并區分為中、低樓層實際建筑所用的結構材料數量，透過統計學分析，目前在該地區不同樓層之間鋼筋混凝土結構物在柱、梁、板、墻等部位的單位面積材料用量情形如下:
1.總單位面積鋼筋用量隨樓層高度有明顯之增加，以梁筋用量隨樓高增加最為顯著，次高者為墻筋用量，柱和板筋用量則較不明顯。
2.總單位面積模板用量與樓層高度成正比。
3.總單位面積混凝土用量隨樓層高度明顯增加，以梁混凝土與墻混凝土的用量隨樓高增加最為顯著。以一般工程估算慣例，都是使用單位樓地板面積的材料用量作為計算基準，此單位用量可用在評估建材使用數量及工程費用時，以單位用量系數乘以樓地板面積即可迅速算出粗略值。
模板工程單位用量(m²/m²)=模板總施工數量(m²)/總樓地板面積(m²)
鋼筋工程單位用量(噸/m²)=鋼筋總施工重量(噸)/總樓地板面(m²)
混凝土工程單位用量(m³/m²)=混凝土總施作體積(m³)/總樓地板面積(m²)
二、建筑工程材料用量影響因子分析
1.單位鋼筋用量影響因素
單位鋼筋用量相對于混凝土用量，影響因素相較簡單。對于不同建筑平面幾何形狀(ㄇ型、L型、H型、圓型、矩形等)因考慮雙向地震力及地震系數，需在不規則處加強柱梁、斜撐等構材之承載能力；建筑物室內空間配置，如同樣樓地板面積辦公用途及住宅用途開間進深亦對鋼筋用量造成影響。
2.單位混凝土用量影響因素
單位混凝土用量影響因素較多，包含地域性的設計習慣、綠建筑外墻隔熱(開窗率)、臨海遠近、地上結構與地下結構平面型狀不同須增加混凝土用量抵擋上浮力、外墻不規則形狀、開放式空間設計等皆對混凝土用量造成影響，但影響程度為何，須更進一步探討。
3.單位鋼板及型鋼用量影響因素
單位鋼板及型鋼用量影響較小，以耐震系統、大垮度空間設計及樓層高度為影響因素。建筑工程單位樓地板面積鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼共三項建筑材料使用量影響因子。
三、建筑工程材料用量影響因子統計
多數研究都針對在建筑材料與建筑工程經費預測，少有能提出確切影響因子及影響程度的數據，以下為影響因子及影響程度的相關分析。建筑工程單位樓地板面積鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼使用量影響因子繁多，包括建筑構造種類、建筑用途型式、使用工法、工程造價、乃至設計者設計風格習慣等，各因子間交互作用也值得深入探討。
1.工程契約金額
部分公共工程發包金額不單只對建筑物本身造價，亦包含特殊機設備、機電工程、綠化園林工程、采購等一起納入工程契約金內計算，建筑物用途、功能、構造不同會對工程契約金額造成之外，勞務及材料的平均價格及不同年度之物價指數也會對工程契約金額造成影響，導致工程契約金額不為影響單位樓地板鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼用量的主要因子。
2.地上、下樓層數
地上樓層數會對單位樓地板鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼用量產生影響，但多顯現在中高樓層(7~15 樓)有較明顯的差異，建筑物是否擁有地下室對單位樓地板面積鋼筋使用量有明顯之影響，混凝土用量則變動因素較多影響性不顯著，地下室結構需抵擋地下土壓、水壓、及地上結構體等橫、豎向壓力，配筋設計自然較無地下室結構復雜；在不同地質條件下，若是基地位于軟弱地質，必須使用鋼筋及混凝土進行基地補強，加強地下結構安全性，經資料檢結果發現有地下室建筑物較無地下室建筑物鋼筋用有明顯增加。
3.總樓地板面積
單位樓地板面積鋼筋用量、單位樓地板面積混凝土用量、單位樓地板面積鋼板及型鋼用量；鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼使用量都平均分攤于樓地板面積中。
4.建筑物最小載重
建筑物構造的活荷載，因樓地板用途而不同，而最小活荷載亦不同，進而影響單位樓地板面積鋼筋、混凝土用量，進行資料分析前，先依建筑物最小活荷載進行分類，在不同活荷載限制下資料分析顯示結果為主要影響因子。
最小載重最直接影響為樓板，而鋼骨結構或鋼筋混凝土建筑，因鋼板及型鋼最主要目地為支撐建筑結構體，即使是鋼骨構造，在樓地板的部分還是采用混凝土灌漿，造成建筑活荷載成為單位鋼板及型鋼用量主要影響因子。
5.建筑物用途
建筑物用依建筑技術規則總則定義之建筑用途共分為類，包括公共集會類、商業類、工業及倉儲類、休育文教類、宗教殯葬類、衛生文教類、辦公服務類、住宿類等，不同建筑物用途的確會影響單位鋼筋、混凝土用量，但用途必須明確區分，例如，體育館、展覽中心、住宅等加以細分，在此種情況下，依建筑用途分類進行資料分析并無法準確的判別出各建筑用途的明顯差異，而導致建筑物用途并不為其主要影響因子。
6.建筑構造型式
建物構造形式影響建筑物單位樓地板鋼筋、混凝土、鋼板及型鋼用量，建筑構造主要包括鋼筋混凝土(RC)、鋼骨(SS)或鋼筋混凝土鋼骨型式(SRC)；相較于鋼骨構造，鋼筋混凝土構造的單位鋼筋及單位混凝土用量必定有所不同。
7.工程所在地
汶川地震后，建筑結構抗震規范更進一步細分和提高各地的抗震等級，對結構設計用鋼量影響很大。另外各地區地質條件不同、活動斷層分部等區域性因素影響，間接造成單位樓地板面積之鋼筋、混凝土用量因各地區基地條件不同而有所差異；再者因各地區設計習慣、當地風格、功能需求、防空避難規定或公共工程特殊需求等因素，亦會影響單位樓地板面積鋼筋、混凝土使用量。
結論
過去國內對于建筑材料使用系數評估或對工程金額與建筑材料相關性，多因條件限制而鎖定在RC構造或是同種類建筑上進行探討，然而科技進步，建筑工程施工技術也不斷創新，要將所有不同結構、性質的工程做全面性調查統計往往受限于實際案例，使其因子及系數難以取得大量、完整且正確的數據。本文通過統計分析結果顯示，建筑材料單位樓地板面積使用量主要受構造形式、工程所在地、是否擁有地下室等因子影響，而依據資料分析確認影響后，依影響因子排序建立單位用量，目的是為便利工程機關快速審核，若單位鋼筋、混凝土、鋼版及型鋼用量與本研究分析差異過大，應審慎檢查大宗資材用量，避免資源浪費。
參考文獻：
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關鍵詞：建筑材料、試驗誤差、數據處理、質量控制、質量檢測
Abstract: The quality of construction materials is the basis of control of the quality of construction and determinants of quality of a good building materials, is the top priority to do detection work. This article from the testing project, specimen sampling, ambient temperature and humidity, loading rate, test errors, data processing and other aspects, combined with my engaged in construction materials testing experience a few observations.
Key words: Building materials； test error,；data processing,；quality control,；quality inspection
中圖分類號：TU5文獻標識碼： A 文章編號：
引言
建筑材料是保證建筑工程質量的一首要條件，把好材料質量關就是把好工程質量關。要樹立起“百年大計、質量第一”的方針，從源頭抓起，使檢測的結果正確反映建筑材料的質最，從而使工程上不合格的建筑材料得到及時的發現，讓不合格的建筑材料不流入建筑工地，確保建筑工程施工質量，為有效地控制工程質量奠定基礎。
一、建筑材料質量檢驗發展分析
以前，建筑工程質量監督控制主要以單位自行控制為主。改革開放后，我國進一步加強工程質量監督管理工作，加強了以質量督站為主的質量控制體制。長期以來，檢測工作沿用傳統的手工填表，人工統計和文件柜存放的工作形式，需要工作人員復雜的計算、判斷、謄寫、統計工作。這樣大大增加了工作的工作量和復雜度，技術水平落后，工作效率低下而且管理難以規范。
近年來，由于一些工程質量檢測管理程序的開發和應用推廣，許多檢測機構己經擺脫了全手工進行檢測的問題。利用現代信息技術，積極研制開發建筑材料質量檢測檢驗管理信息系統，利用它從業務和管理兩方而著手，提高檢測機構自身的檢測和管理水平，以適應當前工程質量管理工作形勢的需要。
在建筑業的帶動下，建筑材料工業總體趨向好，生產和銷售穩定增長，經濟效益持續提高，不論從產品總從，還是經濟效益等方面都得到了巨大的發展，現有建筑裝飾消費水平比十年前提高了20%,
二、建筑材料質量的檢測
1、檢測項目
施工現場所用的建筑材料品種繁多，每種材料用于工程錢需要警醒質量檢測。檢驗項目要服從國家、行業標準及當地建設主管部門的規定，各項試驗指標都要符合有關規定。比如混凝土用的水泥，需按批檢驗其水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性、細度和水泥膠砂強度。
2、試件取樣
取樣要有代表性。在我國現行的標準和試驗規程中，對建筑材料的取樣方法、取樣頻率、取樣代表數量均有明確的規定。但是由于取樣人員水平殘次不齊，對建筑材料性能及各項試驗方法和質量評定標準缺乏深入了解，有時施工單位出于經濟利益的考慮，建筑材料取樣時缺乏代表性，取樣頻率不足，代表數量不確切的現象經常出現。因此試驗結果不能較全面的反映規工程的實際情況，使某些本不合格的建筑材料因漏而應用于工程中，給工程質量留下了隱患。
3、環境溫度與濕度
溫度和濕度對一些建筑材料的性能有很大的影響。故在標準中對材料的養護，測試時環境條件有明確規定，只有嚴格遵守這些規定。試驗結果才具有可比性。
4、加荷速度
加荷速度的快慢對檢測結果有一定的影響，如果在試驗中不嚴格按照標準規定的加荷速度進行檢測，就會使檢測結果失去真實性，甚至會造成對建筑材料合格與否的誤判。在我現行的國家及行業規范中，對各類抗拉試驗項目的加荷速度都有規范。
5、試驗誤差
試驗方法必須嚴格按標準規定進行。可是有個別試驗人員在做鋼筋拉伸試驗時只試驗到試件出現頸縮而不將其拉至斷裂，這是不正確的，這樣勢必造成試驗結果的誤差，但這不屬于試驗誤差，而是人為造成的誤差。鋼筋不拉斷，其測得的伸長率較規定的試件斷后伸長率要低，與標準規定違背，這是不允許的(鋼筋焊接件由于不需要測定伸長率，可在試件出現頸縮現象后停機)。試驗要求必須準確，以減少誤差。
6、數據處理
由于各種原因，同一組試件中有時試驗數據結果離散性較大。為使試驗結果準確，標準規定對一些材料的試驗結果數據有取舍的要求。試驗結果數據有時會出現比預期的過高或過低，同一組試件中數據相差懸殊，或同一試件各項性能指標相互矛盾等異常現象，這需要認真對待，查明原因，并及時復試和復驗。
三、建筑材料的質量控制措施
1、建筑材料進場前的質量控制
仔細閱讀工程設計文件、施工圖、施工合同、施工組織設計等與工程材料有關的文件，熟悉文件對材料品種、規格、型號、強度等級、生產廠家與商標的規定和要求。真查閱所用材料的質量標準，了解材料的基本性質，應用特性與適用范圍，必要時對主要材料、設備、構配件的選擇向業主提供合理建議。掌握材料信息，優選供貨廠家。掌握材料質量、價格、供貨能力的信息，選擇可靠的供貨廠家可獲得質量好、價格低的材料資源，而且有助于保證工程質量，降低工程造價。對業主供應的材料，應及時提供信息:對承包商供應的材料，要及時對訂貨申報進行審檢、論證，報業主同意后方可訂貨。
2、建筑材料進場的質量控制
物單必須相符材料進場時，應檢查到場材料的實際情況與所要求的材料在品種、規格、型號、強度等級、生產廠家與商標等方而是否相符，檢查產品的生產編號或批號、型號、規格、生產日期與產品質量證明書是否相符，如有任何一項不符，應要求退貨或要求供應商提供材料的資料。標志不清的材料可要求退貨(也可進行抽檢)。進入施工現場的各種原材料、半成品、構配件都必須有相應的質量保證資料。包括:生產許可證或使用許可證、產品合格證、質量證明書或質量試驗報告單。合格證等必須蓋有生產.單位或供貨單位的紅章并表明出廠日期、生產批號和出廠合格證。
3、材料進場后的質量控制
工程上使用的所有原材料、半成品、構配件及設備，都必須事先審批后方可進入施工現場施，現場不能存放與本工程無關或不合格的材料，所有進入現場的原材料與提交的資料在規格、型號、品種、編號上必須一致:不同種類、不同廠家、不同品種、不同型號、不同批號的材料必須分別堆放，界限清晰，并有專人管理。避免使用時造成混亂，便于追蹤工程質量，對分析質量事故的原因也有很大幫助。應用新材料前必須通過試驗和鑒定，代用材料必須通過計算和充分論證，并要符合結構構造要求。建筑材料是建筑工程這一特殊產品的原料，其質量好壞直接影響建筑工程的優劣，而日前社會上生產的建筑產品偽劣品太多。因此，必須對建筑材料質量進行嚴格檢測與控制。如要加強進場材料的質量控制、嚴把材料進場驗收關、合理選擇、使用和存放材料等等。另外需要建設系統采取行政管理手段，備案措施，檢驗等措族來保證工程質量。
結論
綜上所述，對建筑材料的質量控制，必須從原材料質量檢測控制開始，配合施工現場質量控制，每一步都必須按照設計要求和施工驗收規范認真施工，把常見的質量缺陷消除的萌芽狀態，提高我國建筑企業的施工質量。
參考文獻:
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關鍵詞：新材料產業 專利分析 北京 對策建議
新材料產業作為戰略性新興產業，以新興技術為基礎是其重要特征，而技術創新能力是產業競爭優勢的一個關鍵要素。專利作為技術創新能力的具體成果，反映了企業在該領域的技術創新實力，使企業在該領域科技競爭實力的具體表現。因此，專利可以作為衡量企業或地區新材料產業發展狀況的重要依據。
一、數據來源與獲取
以SCI科學引文數據庫作為數據源，對1992―2009年出版的文獻進行檢索，以“（Advanced materials）OR（New functional*materials）OR（Advanced composite* materials）OR（Smart* Materials）”作為主題詞，并排除與新材料產業無關的學科，共檢索到相關文獻15492篇。利用Bibexcel軟件進行關鍵詞分析合并，并根據關鍵詞詞頻進行排序，從而得到新材料產業領域的關鍵詞，然后根據所獲得的關鍵詞構造新材料產業的專利檢索表達式。考慮到本文主要分析北京新材料產業專利的相關現狀，故采用國家知識產權局專利數據庫作為數據源，檢索跨度為1992―2009年。
二、基于專利的SWOT分析
檢索發現與新材料產業直接相關的專利申請中發明專利申請有15619項，其中北京地區專利數位1289項。運用PATENREX軟件以及通過國家知識產權局檢索平臺進行專利分析，這些專利申請呈現出以近十幾年來我國申請人的申請以發明專利為主、追求實際應用價值等特點，映射出我國近年來在新材料產業的發展速度加快，質量提升，產業化逐步形成競爭力等實際情況。
我國新材料產業的專利申請趨勢情況如圖1所示，1992年至2002年期間專利申請增長勢頭平穩，近幾年申請量則急劇增長。北京地區的專利申請趨勢，與我國新材料產業專利申請勢頭是基本一致的。
（一）優勢分析
新材料產業專利申請分布情況為：日本專利2434項，美國專利1519項，我國臺灣有689項居于第三位。北京以618項名列第四，與我國（除臺灣以外的）其它省市相比，發展新材料產業的最顯著優勢正是科研技術實力雄厚。北京新材料科研領域的科技創新能力一直排名全國第一，僅中央在京的材料科研單位約占全國總數的40%，相比上海和深圳，北京園區在企業數、從業人員、總收入、產值等方面比重上處于絕對優勢。
我國新材料產業排名前十的IPC專利技術構成分布情況：H01L領域有專利4131項，H01F領域有469項，H01S領域有239項，H02K領域有194項，G11B領域有191項，C23C領域有171項，G02F領域有152項，G01N領域有144項，G02B領域有143項，C04B領域有139項。可見，新材料產業研究熱點集中于H01L（半導體器件；其他類目未包含的電固體器件）、H01F（磁體；電感；變壓器；磁性材料的選擇）、H01S（利用受激發射的器件）以及C04B（建筑材料；陶瓷；耐火材料；天然石的處理）等領域。
而北京的專利技術分類構成情況：H01L的申請數量最多，有177項；其次為H01F為39項；H01S為36項；C22C為23項；G01N為21項；C23C為18項；B01J和H01M均為17項；G02B和C04B為13項。北京地區的研究熱點與我國的研究熱點基本一致，如北京航空航天大學與北京科技大學等主力科研單位在H01L（半導體器件；其他類目未包含的電固體器件）以及H01F（磁體；電感；變壓器；磁性材料的選擇）領域的研究成績顯著。隨著首都經濟的不斷發展，各行各業的發展對新材料都提出了新的需求，特別是北京的電子信息、生物新醫藥、環保、節能等產業都是新材料應用的支撐領域，為北京發展新材料產業提供了廣闊的市場。此外，依托北京戰略資源，充分利用環渤海地區的生產資源，實現戰略資源和生產資源在同一企業的集中配置，拓展了新材料產業的發展空間，帶動了新材料產業不斷優化，尤其是航空航天、交通運輸、電子電氣、建筑建材、醫療器械、國防軍工等行業的發展對材料的性能和品種提出了更高的需求。
（二）劣勢分析
企業自主研發能力不足。專利檢索分析得出北京主要專利申請人的排名情況（見表1）：中國科學院半導體研究所居于首位，清華大學次之，中國科學院微電子研究所居于第三位，北京大學第四位，中國科學院物理研究所第五位，北京工業大學第六位，中國科學院化學研究所第七位，北京科技大學第八位，北京航空航天大學第九位，北京化工大學第十位，國家納米科學中心第十一位，有研稀土新材料股份有限公司第十二位，中國科學院聲學研究所第十三位，中國人民63971部隊第十四位。經統計，排在前14名的研發申請人，科研機構有7個，高等院校有6個，只有1家企業單位。說明北京新材料產業現階段的科研主力為科研機構以及高校，而企業的研發能力十分薄弱。
專利申請起步晚，申請人研發能力弱。根據專利數據得到北京主要申請人的研發能力詳情，排名前十的專利申請人研發能力仍不樂觀，例如，專利活動年期超過十年的僅占一半，專利平均年齡超過5年的僅有3個，這與國際水準是存在很大差距的。
科技成果轉化成效不明顯。雖然北京具有科研優勢，但是也存在著明顯的稟賦缺陷。具體而言，在產業組織和制度層面，北京高新技術產業在知識鏈、技術鏈和產業鏈間尚存在脫節，產學研合作機制不完善。科研成果轉化是限制北京新材料產業發展的關鍵環節。長期以來以新材料規模化制造為發展方向，卻忽略了新材料技術產學研合作、企業自主研發、中試孵化和產業化初期等環節，大量優勢科研資源難以轉化為北京新材料產業的競爭優勢。
（三）機會分析
根據我國新材料產業發明專利申請量排名前十的主IPC分類號的“專利數”、“復合技術專利數”以及“關聯技術數”等指標為研究對象，得到技術關聯度指數，如表2所示。
由此看出，H01F、H01S等技術領域不但關聯專利數多、范圍廣且關聯度較高，表明這些技術對新材料產業其他子技術領域具有較強的知識溢出效應，表現為在新材料產業技術領域中的重要性。與此形成對比的是，雖然H01L擁有較大的申請量，但是與其他技術領域關聯性很小，沒有形成良好的知識共享機制，既缺乏對其他相關技術的創新推動，也缺少對其他技術的知識吸取，技術創新專業化傾向明顯，創新成果涉及的技術范圍較窄，北京可以借此考慮下一步的技術研發方向由此入手。同時，如C23C、C08L、B01J等技術領域雖然目前專利申請量較小，但與其他技術存在高度關聯性，發展前景廣闊，為此北京可以根據自身特點進行專業化研發，充分利用市場方面以及政策方面的機會，整合自身能力形成特色優勢。
隨著社會科技的進步和新興產業快速發展，對新材料需求的種類和數量大大增加，以新材料為支撐的新興產業的快速發展，對新材料的種類和數量需求也將進一步擴大。據統計，磁體材料每年以15%的增長率發展，預計到2015年，僅中國市場就需要永磁鐵氧體50萬噸，軟磁鐵氧體20萬噸，釹鐵硼磁體5萬噸。由此可見，新材料產業的市場需求是非常可觀的。并且“十二五”期間，國家將實施新材料重大工程項目，將打造10個銷售收入超過150億元的新材料綜合龍頭企業，建成若干年產值超過300億元的新材料產業基地和產業集群。新材料作為發展戰略新興產業的原料，再加上市場和政策的強有力支撐，“十二五”期間必將獲得良好的發展機遇。
（四）威脅分析
如前所述，北京與國內其他省市相較，在H01L、H01F等熱點領域具備一定優勢，但是在市場無國界的時代背景下，仍然受到來自其他國家和地區的很大威脅。經專利統計分析顯示，北京與主要競爭對手的技術差距還是很大的，僅在H01L領域美國有專利792項、日本有專利1146項，而北京僅有177項；H01F領域，日本有專利178項，而北京僅為39項，由此可見一斑。日本、美國等國外新材料企業無論在基礎研究、應用研究、技術商品化、生產制造等各方面都居世界領先地位，并且擁有的專利數量驚人，專利布局很嚴密，這就在很大程度上限制了北京乃至我國的產業技術研發與進步。
三、對策建議
（一）增強核心技術研發力度
由上述專利分析結果，可以判斷出北京地區的研發熱點與我國的研究熱點是保持高度一致的，如北京航空航天大學與北京科技大學等主力科研單位在H01L以及H01F等領域的研究成績顯著。結合《北京市基礎與新材料產業年度發展報告（2010年）》來看，近年來，北京市新材料產業在單晶硅和化合物半導體材料及稀土永磁材料方面成績不俗，加之上面的專利分析，這一態勢與國際主要競爭對手的發展趨勢一致，可見今后應該加大投入力度予以追趕。
（二）完善專利保護機制，促進共性技術研發
雖然北京地區的研究熱點與新材料產業的研究熱點基本一致，但是研發廣度有待進一步拓展，比如，北京在H01L領域專利項數為177項，而上海在該領域則包含224項專利。并且，對照全國視角下的技術構成情況，北京在G11B及G02F領域與新材料產業的整體研究趨勢還是有一些參差的，鑒于外部趨勢走向，北京新材料產業接下來可以著手研究存在差距的技術領域，發揮首都科技的人才優勢，根據北京新材料產業的布局，選擇重點領域與中央在京研究單位成立集前沿研究、技術開發與工業試驗，積極引導研究單位利用現有技術、人才優勢開展北京新材料產業的共性技術研發。
（三）加速科研成果轉化
北京現階段的科研主力仍為科研機構以及高校，企業研發能力不足。前文的專利申請人分布情況就可說明這一問題，排在前14名的研發申請人，僅有1家企業單位。因此應著重打造以研發為主導的新材料產業，形成以研發、測試和孵化服務為中心的新材料科研服務產業；建立并完善直接面向科研院所、企業和市場需求提供服務的北京新材料產業發展促進中心，在重點新材料領域形成成果孵化與轉化中心，鼓勵與支持有條件的高校、研究院所、企業和其它社會力量，以新的機制，建立面向市場的新材料成果轉化與孵化中心，最終形成北京新材料高技術企業孵化平臺。
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關鍵詞：光催化；汽車尾氣；路面；降解
Current Progress and Perspectives of Nanophotocatalysts
Applied on Pvement
Li Peilin1, Zhou Yan1
（1.Chongqing ZhiXiang Cuseway Thnology Egineering Co LTD, Chongqing 400060)
Abstract: The recent development and progress of nanophotocatalysts Applied on Pvement are reviewed. Some problems in the current study and the future trend of development are briefly analyzed. The application on bituminous pavement has many problems. It is suggested that attention of the future investigation on the nanophotocatalysts should focus on forms of application.
Key words: Photoeatalysis; Automobile Exhaust; Pavement; Degradation
中圖分類號：K477文獻標識碼：A 文章編號：
半導體光催化技術是一門新興的環保技術，光催化是指光催化劑吸收光后對物質所發生的光化學反應，可將光能轉化為化學能，促進有機物的合成或分解，自1972年日本東京大學藤島昭等人發現現受輻射后的TiO2 電極上能發生持續氧化還原反應以來[1]，半導體光催化研究正處于快速發展階段，已被成功應用于工業廢氣廢水的降解處理[2-7]。由于汽車尾氣排出后首先接觸的是路面，若能將光催化劑負載于路面，利用陽光凈化汽車尾氣中的污染物，則能成為一種新型防治汽車尾氣污染的方法。
1.光催化降解汽車尾氣機理分析
光催化劑在吸收光線能量后，可將吸附于表面的一氧化碳、氮氧化合物和碳氫化合物轉化為二氧化碳和硝酸鹽等，從而實現對汽車尾氣污染物的降解。下面以二氧化鈦為例介紹光催化劑對污染物的降解過程：二氧化鈦受紫外線激發后生成光生電子與空穴：
光催化材料表面吸附的O2與和反應生成具有強氧化性的活性氧：
、及可與TiO2上吸附的水分子或氫氧根反應，生成，它具有強氧化性可將表面吸附的污染物徹底氧化[11-14]。白天是汽車出行的高峰期，而光催化劑在紫外光或自然光條件下催化效率更高，因此白天能夠產生更好的降解效果。光催化劑降解污染物所形成的產物會吸附在催化劑表面，由于納米光催化劑材料表面在光線作用下會生成親水基（-OH），使表面產生超親水性[15-17]，超親水表面使污染物很容易被雨水沖刷干凈，從而產生自清潔效應，有利于恢復材料表面催化降解功能，實現再生利用。
2.國內外研究現狀
在汽車尾氣污染愈發嚴重的今天，國內外對路面納米光催化降解汽車尾氣污染物技術展開了一系列研究。納米光催化材料的應用形式主要借鑒了在墻體中的應用形式，摻加方式主要有三種：（1）將TiO2加入水泥中做成水泥超薄面層（2）將水溶性TiO2直接噴灑到混凝土表面（3）在水泥混凝土固化前撒TiO2。日本作為最先研究這一領域的國家，在應用方面投入了很多研究，在東京，由Kawasaki重工有限公司生產的Folium光催化劑產品已成功應用于公路路面、隧道、高速公路隔音板和收費站、建筑物外墻等，起到了光催化降解汽車排放尾氣、自清潔等作用[18]。在美國，通過在混凝土表面涂刷有水泥和光催化材料混合而成的薄層，制成光催化水泥和光催化混凝土，使大氣污染物如NOx、SO2分別氧化成硝酸、硫酸而隨雨水排掉[19]。
室內研究表明優質TiO2可以達到對NOx200m3/m2·day和對游離有機物（VOC）60m3/m2·day的凈化效率[20]。美國路易斯安那州立大學研究了納米TiO2在水泥混凝土路面中應用時對環境的影響以及耐久性，還進一步評價了當路面受到油污、塵土以及除冰鹽的影響時減污能力的下降趨勢，研究表明路表污染物能使材料光催化性能產生一定程度的下降，其中油污的影響程度最大[21]。在荷蘭和比利時，都開發出了添加光催化劑的混凝土磚，鋪設在路面上可有效降解汽車尾氣的污染[22]。
在意大利米蘭用光催化劑與水泥的混合漿料涂覆了一條7000m2的馬路，檢測表明對空氣中氮氧化合物的去除效率可達60%，長期使用后測定路面對氮氧化物的降解效率仍可達到20％以上。日本仙臺使用噴灑技術在瀝青路面噴灑納米二氧化鈦，由于路面形式采用的是大孔隙瀝青混凝土，應用一段時間后，在路面孔隙力還能保留一部分二氧化鈦，因此還能保持一定的光催化性能[23]。
目前，國內對光催化材料在道路上的應用也進行了少量研究。東南大學錢春香等人將納米TiO2水溶液噴涂在水泥混凝土表面，實現了在水泥路面負載光催化劑。2005年3月在南京長江三橋橋北收費站廣場鋪設了6000 m2的光催化試驗路，試驗結果顯示該路段對汽車尾氣中的氮氧化合物有明顯的消除作用。他們還對比研究了負載型納米TiO2 應用于瀝青混凝土表面和水泥混凝土表面對氮氧化物的降解作用，得出水泥混凝土負載的光催化劑具有較好的光催化功能，而瀝青混合料由于TiO2不易滲透到混凝土內部，且瀝青混凝土顏色較深，故光催化功能較差[18] [24]。東北林業大學陳萌等通過硅烷偶聯劑改性TiO2制備了納米光催化劑溶液，然后應用到大孔隙瀝青混凝土結構表面，可實現降解汽車尾氣污染物的目的[25]。
3.存在問題與展望
在道路表面應用納米光催化材料由于其所具有的誘人的環保價值和社會價值，已經成為路面材料領域研究的熱點，國內外所進行的研究表明在道路上應用光催化材料能有效降解汽車尾氣中的污染物，但在研究與應用中，仍有諸多問題需要克服：
3.1光催化材料在路面上的應用形式
復合材料在現在民機上的運用，可使飛機結構減重25%左右，結構設計成本減少22.5%左右，所以復合材料用量高的民機的生產技術成本以及飛行運行時的燃油損耗都會大幅度降低，復合材料結構在現代民機中的應用越來越廣泛。同時，復合材料因其特殊的強度、剛度、穩定性等性質，在飛機停場或者運行的過程中經常會出現不同程度的損傷，為了提高飛機的安全性和持續適航性，就需要制定高效、準確、經濟的維修任務。
MSG-3是現有制定飛機維修大綱的指導思想，它的核心是以可靠性為中心的維修性（RCM）分析方法來制定維修大綱，已經普遍應用于現代民用飛機的維修上。本文在MSG-3邏輯分析方法制定的結構預定維修/檢查要求基礎上，引入復合材料結構項目，通過邏輯推理和信息整合，改進了現有的結構預定維修/檢查要求流程圖，從而建立了復合材料結構維修流程圖，為現代民機復合材料結構維修大綱的制定打下基礎。
1 基于MSG-3復合材料結構維修分析流程
1.1 MSG-3介紹
MSG-3是制定民用飛機維修大綱的參考性和指導性文件。根據局方的要求，應將最新MSG邏輯流程應用于民用飛機的維修大綱制定中。例如制定一份維修審查委員會報告，MSG-3的主要目的是便于制定初始狀態的預定性維修大綱。根據航空器審定運行能力的范圍和要求，需要在分析流程里確定全部預定性維修工作和間隔。
用最少的實際費來保證部件安全運作是MSG-3的主要目的，同時在確定目標的過程中，要弄清飛機的安全性和可靠性水平的缺陷是維修大綱不能改變的。維修大綱在正常狀態下的實施只能預防這些固有特性的惡化，加入飛機的這些固有特性出現異常，一定要采用工程方面的行動進行改進。
2009年修訂的MSG-3是現有的最新版本，利用該版本的基本核心原理制定的維修大綱主要包含系統/動力裝置、飛機結構、區域檢查、閃電/高強度輻射場這四個部分。相應的MSG-3分析的基本方法也分為這四個部分的內容。每個部分都包含各自的邏輯決斷圖或程序以及相應的解釋性內容。
用最新修訂的MSG-3原理制定的維修大綱包括四個主要部分，即系統/動力裝置部分（包括部件、附件和輔助動力裝置）、飛機結構部分、區域檢查、閃電/高強度輻射場部分。與之相對應，MSG-3的分析方法也分成這四個部分。每一部分都包含有各自的解釋性內容和相應的邏輯決斷圖或程序，可以相互獨立使用。其中，關機結構部分的MSG-3分析流程如圖1所示：
圖1 MSG-3結構邏輯流程
目前，MSG-3已經快速成為民用航空維修領域任務分析的支柱，它強調的是以可靠性為核心的維修/維護，然而很多民用飛機的制造商、飛機營運人以及修理廠家對此還是保持反對態度，他們認為在定期維修時對部件進行更換，要比定期檢測以及只在必須時才考慮更換部件的方式更為安全有效。
1.2 維修要求確定
因為復合材料結構本身的特性，結構維修大綱里復合材料結構的評估流程與金屬材料結構的評估流程是不同的。在MRB結構工作組流程中，在對復合材料結構進行MSG-3分析的同時制定維修要求時，依據“損傷無擴展”的設計理念，來驗證對應的復合材料結構件，與疲勞損傷（FD）有關的分析是不要求的，但需要對復合材料結構展開環境損傷（ED）和偶然損傷（AD）的分析研究。
偶然損傷（AD）評級根據三個方面：損傷的及時探測性、偶然損傷敏感性和損傷后剩余強度。環境損傷（ED）依照損傷敏感性和及時探測性來評估其等級。
將上述評斷出的環境損傷（ED）和偶然損傷（AD）的等級，再與復合材料結構等級相結合，然后將這三組信息進行整合分析并計算，這個計算結果就是折算后的環境損傷等級，從而最終得到了檢查工作內容和檢查間隔，因此也確定了最終的檢查要求，如圖2所示：
圖2 確定復合材料維修要求簡化流程
圖2的檢查間隔主要包括重復檢查間隔值和檢查門檻值，根據圖2可以將這些值都計算出來。同時檢查工作分為詳細檢查、一般目視檢查和特殊詳細檢查。這些工作的具體展開也將通過圖2中的要求。
1.3 復合材料結構維修MSG-3分析流程
飛機制造國適航管理部門審批過的MRB以及飛機制造商制定的MPD是航空公司等運營人最終確定維修方案的依據。MRB中規定的維修要求在維修方案的初始制定過程中必須體現出來。
具體操作有：在確定飛機部位和區域后，接著確定復合材料結構項目，而不是傳統流程中籠統的飛機結構項目。當進行到按SSI分類列表這一步后，因為前面已經確定了是復合材料結構，所以這里就不存在傳統流程中的考慮SSI是否是損傷容限項目，從而直接到下一步進行項安全壽命分析，如圖3所示：
圖3 MSG-3復合材料結構邏輯流程
2 檢查方式及方法的確定
2.1 檢查方式的確定
當結束對結構損傷部件進行全面的檢查以及對損傷程度和損傷范圍制定無誤的評定后，方可確定維修方案。GV/GVI、DI/DET和SI/SDI是復合材料結構損傷三項主要檢查方法。根據檢查的結構形式、損傷類型、損傷的可接近性質等因素以及可實施性、實施的難易性來確定選取何種檢查方式。根據GV/GVI的內容來觀察內部或外部區域，從而發現不正常的跡象，尋找到明顯的故障或者損傷。此類的檢查常見應該是在能夠身體接觸的范圍內開展的，除非有相關內容明確規定了。如果提供了必要的工作臺等設備，在拆卸或者打開維修口蓋、門的條件下，可能會更充分地接近檢查區域范圍。DI/DET的實施過程中可以要求利用復雜的接近手段以及在表面相對清潔的情況下開展，同時還可以借助常見的檢查工具。SI/SDI的實施條件相對要復雜些，有的時候需要借助特殊的檢查設備和技術，甚至對檢查對象的接近性和清潔程度有嚴格的要求。
2.2 檢查方法的確定
選取正確的檢查方式主要根據以下因素：被檢測對象的損傷類型及范圍、復合材料的幾何形狀以及結構形式。在現代民機復合材料結構上的損傷檢查的主要方式見表1：
表1 檢查方法及使用范圍表
序號 檢查方法 使用范圍
1 目視檢測法 檢測損傷位置、損傷面積和損傷程度，采用目視檢測法
2 敲擊法 檢測分離、脫膠、基體軟化和某些裂紋采用敲擊法
3 超聲法 檢測孔隙含量、分層、層間疏松、膠結劑氣孔和疏松、裂紋以及夾雜等采用超聲法
4 軟X射線法 檢測夾層板中蜂窩芯和膠結劑中的損傷和缺陷以及夾雜等采用軟X射線法
5 激光全息法 檢測復合材料結構近表面的纖維斷裂、基本裂紋和分層采用的是激光全息法
6 聲諧振檢測法 同時，檢測復合材料結構中的疏松、氣孔和分層還可以用聲諧振檢測法
對復合材料結構部件損傷的處理方式的主要步驟：首先徹底檢測損傷部件的受損程度和范圍，然后根據部件的不同損傷來評估具體的處理程序，最終完成整個部件損傷的處理。
3 維修大綱制定
在MSG-3復合材料結構分析的基礎上，將上述最終確定的檢查方法和計算得出的檢查間隔等內容進行綜合分析評估，同時考慮每種檢查任務的可接近性方式，最后可以得到預定檢查復合材料結構件的分析內容，這些是可以作為維修大綱的重要內容的，并提交給工業指導委員會（ISC），然后由ISC確定維修大綱建議書（MRBRP），提交給航空制造商，同時根據MOD、MRBR等，MS最終隨之形成。具體流程如圖4所示：
圖4 復合材料結構MRBR制定機構和流程
